2019 年 5 月 6 日 - 9 日，第四届锂电行业科学技术峰会暨第九届华南锂电（）高层论坛（LBIS 2019）将在深圳机场凯悦（Regency）酒店举行。

会议时间：2019 年 5 月 6 日 - 9 日
会议地点：深圳机场凯悦（Regency）酒店
飞纳电镜展位号：A02

会议期间，近百位锂电应用专家以及数 20 位能源科技的人物将齐聚 LBIS 2019，共同商讨以下三个主议题：

（1） 展示和交流能源存储科技（新材料、新工艺、新体系等）及其应用（EDV、ESS、3C等）的前沿科技成果。

（2） 探讨当前电池产业、动力锂电等方面为关键和重要的热点话题（更高能量密度、高安全性、高质量, 低成本、政府补贴退坡等）。

（3） 探讨锂离子电池体系以外其他的新型能源体系（如固态电池、锂空电池、锂硫电池、超级电容器, 燃料电池等）及其应用。

飞纳电镜将携台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX 出席 LBIS 2019，为大家带来飞纳电镜在锂电池领域的解决方案。

锂电池

目前市面上常见的锂电池一般指的是锂离子电池。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等）及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和 PTC 元件（部分圆柱式使用），以便电池在 不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。如图 1 所示。

图1 锂电池结构示意图

扫描电镜观察锂电池材料

· 正极材料

锂电池正极颗粒的形貌控制，材料的均匀性，批次的一致性关系到整个电池的性能与稳定性。

通过扫描电镜可以对一次颗粒的晶体的优势生长方向，晶粒大小、晶粒堆积方式进行有效表征，通过根据这些信息调整生产工艺，可以优化电化学活性/惰性界面的面积、应力释放路径、锂离子扩散路径，从而提升电池的倍率性能、循环稳定性。

二次颗粒是一次颗粒相互融合堆积形成的颗粒。通过扫描电镜观察一次颗粒的堆积密度、二次颗粒的形貌、二次颗粒的大小及分布。通过下一步生产工艺优化，可以获得材料加工性能、极片压实密度，颗粒力学强度，从而提升电池的能量密度。

图2 锂电池正极材料的微观形貌

如图 2 所示，展示了锂电池正极材料的微观形貌，利用飞纳电镜景深大、 分辨率高的特点可以轻松获取正极材料的直观信息，如杂质含量（AIM 自动寻找)、表面形貌、 成分信息（EDS）等。

· 负极材料

锂电池负极材料的颗粒大小将会对材料的堆积产生直接的影响，进而影响到锂离子的嵌入，导致电池性能衰退。颗粒的形状，粒径分布会影响浆料的流变特性。通过飞纳台式扫描电镜和颗粒统计分析软件，可以对颗粒的大小，形状，粒径分布进行的分析（图3）。

图3 飞纳电镜颗粒统计分析测量系统

图4 石墨负极材料微观形貌

· 电池隔膜

图5 锂电池隔膜微观形貌

根据制造工艺不同，隔膜表面的孔洞孔径介于 30 至 200 nm 之间，因此放大倍数需要 2 万-10 万倍。隔膜在电子束下很容易受到损伤，需要使用低电压成像。飞纳场发射台式扫描电镜可以满足表征要求，对隔膜孔径大小和孔洞均匀性实现有效表征，结合孔径分析测量系统，可以对电池隔膜进一步分析，获得孔径的属性参数，如孔径尺寸、长轴短轴比等。

图6 飞纳电镜孔径分析测量系统

· 飞纳电镜手套箱

锂电池材料在检测过程中，为了防止空气与锂电池材料的相互反应，往往需要在惰性气体环境下进行工作。氩（Ar）气气氛手套箱是常用的隔绝空气设备。飞纳电镜开创了扫描电镜在氩（Ar）气气氛手套箱内进行正常工作的先例。

小巧轻便的飞纳电镜可以轻松放进手套箱狭小的空间中。扫描电镜所有的操作都可以在手套箱内进行，样品合成制备、制样清理、观察分析的全过程全部在手套箱中完成。

得益于飞纳电镜的电路防护设计，电镜即使放置在充满氩气这种易电离气体环境的手套箱中也可以*正常工作。